RESTful API 设计指南

12/12/2020 02:35:51 | China Standard Time

网络应用程序，分为前端和后端两个部分。因此，必须有一种统一的机制，方便不同的前端设备与后端进行通信。RESTful API 是目前比较成熟的一套互联网应用程序的API设计理论。今天，我将介绍RESTful API的设计细节，探讨如何设计一套合理、好用的API。

![](https://corehome.oss-cn-shenzhen.aliyuncs.com/blogs/3a7330df-e873-4ba4-99e7-ffb26d348df2.jpg)

### 一、协议

API与用户的通信协议，总是使用 HTTPS 协议。

### 二、域名

应该尽量将API部署在专用域名之下。

```txt
https://api.example.com
```

如果确定API很简单，不会有进一步扩展，可以考虑放在主域名下。

```txt
https://example.org/api/
```

### 三、版本（Versioning）

应该将API的版本号放入URL。

```txt
https://api.example.com/v1/
```

另一种做法是，将版本号放在HTTP头信息中，但不如放入URL方便和直观。[Github](https://docs.github.com/en/rest/overview/media-types "Github") 采用这种做法。

### 四、路径（Endpoint）

路径又称"终点"（endpoint），表示API的具体网址。

在RESTful架构中，每个网址代表一种资源（resource），所以网址中不能有动词，只能有名词，而且所用的名词往往与数据库的表格名对应。一般来说，数据库中的表都是同种记录的"集合"（collection），所以API中的名词也应该使用复数。

举例来说，有一个API提供动物园（zoo）的信息，还包括各种动物和雇员的信息，则它的路径应该设计成下面这样。

```txt
https://api.example.com/v1/zoos
https://api.example.com/v1/animals
https://api.example.com/v1/employees
```

### 五、HTTP动词

对于资源的具体操作类型，由HTTP动词表示。

常用的HTTP动词有下面五个（括号里是对应的SQL命令）。

```txt
GET（SELECT）：从服务器取出资源（一项或多项）。
POST（CREATE）：在服务器新建一个资源。
PUT（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变后的完整资源）。
PATCH（UPDATE）：在服务器更新资源（客户端提供改变的属性）。
DELETE（DELETE）：从服务器删除资源。
```

还有两个不常用的HTTP动词。

```txt
HEAD：获取资源的元数据。
OPTIONS：获取信息，关于资源的哪些属性是客户端可以改变的。
```

下面是一些例子。

```txt
GET /zoos：列出所有动物园
POST /zoos：新建一个动物园
GET /zoos/ID：获取某个指定动物园的信息
PUT /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的全部信息）
PATCH /zoos/ID：更新某个指定动物园的信息（提供该动物园的部分信息）
DELETE /zoos/ID：删除某个动物园
GET /zoos/ID/animals：列出某个指定动物园的所有动物
DELETE /zoos/ID/animals/ID：删除某个指定动物园的指定动物
```

### 六、过滤信息（Filtering）

如果记录数量很多，服务器不可能都将它们返回给用户。API应该提供参数，过滤返回结果。

下面是一些常见的参数。

```txt
?limit=10：指定返回记录的数量
?offset=10：指定返回记录的开始位置。
?page=2&per_page=100：指定第几页，以及每页的记录数。
?sortby=name&order=asc：指定返回结果按照哪个属性排序，以及排序顺序。
?animal_type_id=1：指定筛选条件
```

参数的设计允许存在冗余，即允许API路径和URL参数偶尔有重复。比如，GET /zoo/ID/animals 与 GET /animals?zoo_id=ID 的含义是相同的。

### 七、状态码（Status Codes）

服务器向用户返回的状态码和提示信息，常见的有以下一些（方括号中是该状态码对应的HTTP动词）。

```txt
200 OK - [GET]：服务器成功返回用户请求的数据，该操作是幂等的（Idempotent）。
201 CREATED - [POST/PUT/PATCH]：用户新建或修改数据成功。
202 Accepted - [*]：表示一个请求已经进入后台排队（异步任务）
204 NO CONTENT - [DELETE]：用户删除数据成功。
400 INVALID REQUEST - [POST/PUT/PATCH]：用户发出的请求有错误，服务器没有进行新建或修改数据的操作，该操作是幂等的。
401 Unauthorized - [*]：表示用户没有权限（令牌、用户名、密码错误）。
403 Forbidden - [*] 表示用户得到授权（与401错误相对），但是访问是被禁止的。
404 NOT FOUND - [*]：用户发出的请求针对的是不存在的记录，服务器没有进行操作，该操作是幂等的。
406 Not Acceptable - [GET]：用户请求的格式不可得（比如用户请求JSON格式，但是只有XML格式）。
410 Gone -[GET]：用户请求的资源被永久删除，且不会再得到的。
422 Unprocesable entity - [POST/PUT/PATCH] 当创建一个对象时，发生一个验证错误。
500 INTERNAL SERVER ERROR - [*]：服务器发生错误，用户将无法判断发出的请求是否成功。
```

状态码的完全列表参见[这里](https://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616-sec10.html "这里")。

### 八、错误处理（Error handling）

如果状态码是4xx，就应该向用户返回出错信息。一般来说，返回的信息中将error作为键名，出错信息作为键值即可。

```json
{
    error: "Invalid API key"
}
```

### 九、返回结果

针对不同操作，服务器向用户返回的结果应该符合以下规范。

```txt
GET /collection：返回资源对象的列表（数组）
GET /collection/resource：返回单个资源对象
POST /collection：返回新生成的资源对象
PUT /collection/resource：返回完整的资源对象
PATCH /collection/resource：返回完整的资源对象
DELETE /collection/resource：返回一个空文档
```

### 十、Hypermedia API

RESTful API最好做到Hypermedia，即返回结果中提供链接，连向其他API方法，使得用户不查文档，也知道下一步应该做什么。

比如，当用户向api.example.com的根目录发出请求，会得到这样一个文档。

```json
{
	"link": {
		"rel":   "collection https://www.example.com/zoos",
		"href":  "https://api.example.com/zoos",
		"title": "List of zoos",
		"type":  "application/vnd.yourformat+json"
	}
}
```

上面代码表示，文档中有一个link属性，用户读取这个属性就知道下一步该调用什么API了。rel表示这个API与当前网址的关系（collection关系，并给出该collection的网址），href表示API的路径，title表示API的标题，type表示返回类型。

Hypermedia API的设计被称为 [HATEOAS](https://en.wikipedia.org/wiki/HATEOAS "HATEOAS") 。Github 的 API 就是这种设计，访问 [api.github.com](https://api.github.com/ "api.github.com") 会得到一个所有可用API的网址列表。

```json
{
  "current_user_url": "https://api.github.com/user",
  "authorizations_url": "https://api.github.com/authorizations",
  // ..
}
```

从上面可以看到，如果想获取当前用户的信息，应该去访问 [api.github.com/user](https://api.github.com/user "api.github.com/user") ，然后就得到了下面结果。

```json
{
	"message": "Requires authentication",
	"documentation_url": "https://docs.github.com/rest/reference/users#get-the-authenticated-user"
}
```

上面代码表示，服务器给出了提示信息，以及文档的网址。

### 十一、其他

- API的身份认证应该使用 [OAuth 2.0](https://en.wikipedia.org/wiki/OAuth "OAuth 2.0") 框架。

- 服务器返回的数据格式，应该尽量使用JSON，避免使用XML。

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> 转自：阮一峰的网络日志 [《RESTful API 设计指南》](http://www.ruanyifeng.com/blog/2014/05/restful_api.html "《RESTful API 设计指南》")